CC BY
41
ATV _F-S0 - и2 sin &' cos О (11)
g sin (S + 6>)
где F - площадь среза, м1;
S0 - объемный вес грунта S0 — 15 кН / м;
- скорость резания и — 0,9 м/с',
8 - угол резания, S = 45°;
0 - угол между траекторией ножа и направлением движения отбрасываемых кусков грунта в = 80°; g - ускорение свободного падения.
Полученные расчетные параметры соответствуют тяговой характеристике вновь изготавливаемого лесопожарного агрегата ЛПА-521.
Литература
1. Техника, технологии и организация лесопожарных работ ВНИИПОМлесхоз лесному хозяйству /
Е.И. Максимов [и др.]. - Красноярск: Гротеск, 2003. - С.31—51.
2. Система технологий и машин (СТМ) для профилактики и тушения лесных пожаров / В.А.Беляев [и др.]
// Лесн. информ. — 2004. — №11. — С.10—23.
3. Ветров Ю.А. Резание грунтов землеройными машинами. — М.: Машиностроение, 1971. — 72 с.
УДК 630.37:001.891 В.Н. Холопов, В.А. Лабзин
М ОТО Р НАЯ Т ЕЛ ЕЖ КА М ОДУЛ ЬН О Й СО ЧЛ ЕНЕННОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ
Разработана, спроектирована и изготовлена экспериментальная гусеничная машина. Приведены результаты экспериментальных исследований моторной тележки сочлененной гусеничной машины при ее движения по склону без деревьев в условиях горной лесосеки в летний и зимний периоды.
Ключевые слова: гусеничная машина, тележка, лесосека, горная лесосека, склон, движение, скольжение, управляемость, исследования, результаты.
V.N. Kholopov, V.A. Labzin MOTOR CART OF THE MODULAR ARTICULATED TRACK MACHINE
The experimental track machine is developed, designed and made. The experimental research results of the motor cart of the articulated track machine at its movement down the slop without trees in the conditions of mountain cutting area during the summer and winter periods are given.
Key words: track machine, cart, cutting area, mountain cutting area, slope, movement, sliding, controllability, research, results.
Модульная сочлененная гусеничная машина, предназначенная для выполнения различных технологических операций, должна иметь при одной энергетической (моторной) тележке, на которой монтируется двигатель, силовая передача, кабина и системы управления, несколько прицепных тележек с различным технологическим оборудованием. Отсюда следует, что моторная тележка должна иметь возможность перемещаться и без технологической тележки.
Экспериментальное исследование моторной тележки сочлененной гусеничной машины, имеющей межгу-сеничный дифференциал, преследовало цель: изучение движения ее по склону в летний и зимний периоды.
Достижение цели обеспечивается решением следующих задач:
- оценка возможности моторной тележки перемещаться по склону без деревьев и в условиях горной лесосеки;
- оценка воздействия гусениц моторной тележки на опорную поверхность;
- разработка методов управления моторной тележкой при возникновении бокового скольжения по склону в зимних условиях.
Экспериментальная гусеничная машина спроектирована и изготовлена в соответствии со сделанными изобретениями [3,5]. Выполненная как моторная тележка сочлененной гусеничной машины она включает в себя установленный на гусеничную тележку моторно-трансмиссионный блок с кабиной колесного самоходного шасси Т-16М (рис. 1), связанный с рамой гусеничной тележки подшипниками, установленными на выходных валах блока, и гидроцилиндрами, с помощью которых возможен наклон вперед и назад моторнотрансмиссионного блока для установки кабины в вертикальное положение при движении машины по склону. В качестве механизма поворота использован межколесный дифференциал моторно-трансмиссионного блока. Геометрические и весовые параметры экспериментальной машины представлены в таблице.
Для обеспечения безопасности проведения экспериментальных исследований на склоне экспериментальная машина была оборудована разработанным на уровне изобретения устройством [4] для предотвращения скольжения и опрокидывания (рис. 2).
Характеристика экспериментальной моторной тележки сочлененной гусеничной машины
Наименование параметра Числовое значение
Эксплуатационный вес машины, кН 32,65
Расстояние от опорной поверхности до центра масс машины при условии заглубления грунтозацепа и вертикальном положении кабины, мм 671
Смещение вперед центра масс машины относительно поперечной оси симметрии гусеничной тележки, мм: при вертикальном положении кабины наклоненной назад кабине наклоненной вперед кабине 64 16 128
Длина гусеничной тележки по грунтозацепам, мм 3155
Колея машины, мм 1808
Длина опорной части гусеницы, мм 1862
Среднее удельное давление, кПа 14.8
Дорожный просвет, мм 354
Высота грунтозацепа, мм 75
Максимальный угол наклона моторно-трансмиссионного блока вперед, град 22,5
Максимальный угол наклона моторно-трансмиссионного блока назад, град 11,5
Предельные углы статической устойчивости при вертикальном расположении кабины, град: вперед назад Ю т-~СО 66
Предельный угол поперечной устойчивости, град 53,4
Рис. 1. Экспериментальная моторная тележка сочлененной гусеничной машины
Испытания показали, что устройство вполне работоспособно, обеспечивает практическую неопрокиды-ваемость машины и надежную остановку ее при начавшемся свободном движении машины вниз по склону.
Экспериментальные исследования показали (рис. 3, 4), что машина в летних условиях может устойчиво двигаться в любом направлении по склону крутизной до 300 без заметного бокового скольжения при сухой и влажной опорной поверхности, в том числе и по захламленной горной лесосеке. Поворот при включении высших передачах коробки передач затруднен из-за перегрузки двигателя.
В зимнее время движение машины поперек склона устойчивое без заметного бокового скольжения на склонах до 160 при глубине снежного покрова свыше 15 см (рис. 5). Поворот машины происходит легко без перегрузки двигателя даже при снежном покрове глубиной свыше 15 см.
Рис. 2. Устройство для предотвращения скольжения и опрокидывания трактора [4]
При глубине снежного покрова менее 15 см на склонах свыше 100 происходит боковое скольжение машины, при этом грунтозацепы машины касаются поверхности почвы.
Рис. 3. Движение экспериментальной машины поперек склона в летних условиях
Рис. 4. Движение экспериментальной машины по лесосеке на склоне крутизной до 300 в летнее время. Моторно-трансмиссионный блок наклонен вперед
Рис. 5. Движение экспериментальной машины поперек склона крутизной 160 в зимних условиях
Поскольку коэффициент сцепления гусеницы в продольном направлении выше, чем в поперечном, прекратить это скольжение наиболее эффективно возможно, как показали экспериментальные исследования, разворотом машины в направлении вершины склона.
Следует отметить, что реакция водителя на возникшее скольжение из-за интенсивного роста боковой скорости должна быть мгновенной, а система управления поворотом машиной сведена к одному рычагу или рулевому колесу. Уменьшить время на разворот машины и тем самым обеспечить безопасность работы машины на склоне позволит применение в конструкции машины таких механизмов поворота, которые увеличивают скорость забегающей гусеницы (такими механизмами поворота, например, являются механизмы поворота дифференциального типа, обеспечивающие практически неизменную скорость центра масс машины при прямолинейном движении и при повороте) [1, 2 и др.].
Движение машины поперек склона сопровождается ее самопроизвольным поворотом в сторону подножья склона. При движении же машины в условиях горной лесосеки самопроизвольный поворот машины практически не заметен, поскольку из-за необходимости маневрировать для объезда препятствий участки прямолинейного движения имеют длину, не достаточную для фиксирования самопроизвольного поворота. Воздействие машины на опорную поверхность, как показали испытания, определяется в летнее время вне-
дрением грунтозацепов в почву, при этом из-за низкого удельного давления образование колеи не наблюдается при любой влажности опорной поверхности. В зимнее время при температуре окружающего воздуха минус 25...300С на сухом сыпучем перекристаллизованном снеге с глубиной снежного покрова до 30 см максимальная колея в ходе испытаний достигает 15 см.
Результаты проведенного исследования показали возможность создания модульной сочлененной гусеничной машины на базе колесного трактора и возможность движения в горных условиях энергетической (моторной) тележки без технологической.
Литература
1. Антонов А.С. Силовые передачи колесных и гусеничных машин. - Л.: Машиностроение, 1967. - 440 с.
2. Расчет и конструирование гусеничных машин / Н.А. Носов [и др.]. - Л.: Машиностроение, 1972. - 560 с.
3. А.с. 1613378 СССР, А1 В62 055/00. Двухзвенная гусеничная машина / Холопов В.Н., Лабзин В.А.; заявитель и патентообладатель СибГТУ. №4633737; заявл. 09.01.89; опубл.15.12.90, Бюл. № 46.
4. Пат. №2003552 Российской Федерации, С1 В 62 0 49/08. Устройство для предотвращения скольжения и опрокидывания трактора / Холопов В.Н., Лабзин В.А.; заявитель и патентообладатель СибГТУ. №4873396/11; заявл. 12.10.90; опубл. 30.11.93, Бюл. № 43-44.
УДК 630*32 В.А. Александров, Н.Р. Шоль
ДИНАМИКА ВАЛОЧНО-ПАКЕТИРУЮЩЕЙ МАШИНЫ В РЕЖИМЕ ДВИЖЕНИЯ ЧЕРЕЗ ОБОСОБЛЕННЫЕ ПРЕПЯТСТВИЯ
Приведена математическая модель, позволяющая исследовать нагруженность двигателя в режимах разгона при преодолении препятствий в условиях разбора завалов леса валочно-пакетирующими машинами. Процесс преодоления препятствий значительной высоты методом "вывешивания" ходовой системы ВПМ сопровождается значительной динамической нагрузкой на силовую установку.
Математическая модель может быть использована для изучения нагруженности силовых установок ВПМ. Расхождение с экспериментальными данными не превышает 10...15% от результатов экспериментальных исследований нагружений двигателей ВПМ в пусковых режимах и режимах стопорения.
Ключевые слова: математическая модель, нагруженность двигателя, преодоление препятствий, разбор завалов, "вывешиваниe" ходовой системы ВПМ.
V.A. Alexandrov, N.R. Shol
FELLING AND PACKING MACHINE DYNAMICS IN A MODE OF MOVEMENT THROUGH THE ISOLATED BARRIERS
The mathematical model that allows to research the engine stress loading in the dispersal modes at barrier surmounting in the conditions of abatis clearing by means of the felling and packing machines is given. The process of surmounting the barriers of considerable height by means of the “hang out” technique of the FPM running system is accompanied by considerable dynamic loading on a power-unit.
The mathematical model can be used for studying stress loading of the FPM power-units. The disagreement with the experimental data does not exceed 10... 15 % from the results of the experimental research of FPM engine loading in starting and stopping modes.
Key words: mathematical model, engine stress loading, barrier surmounting, abatis clearing, “hang out” of the FPM running system.
Механизация разбора леса после ветровала продолжает на сегодня оставаться одной из важнейших нерешенных задач.
При разборе завалов леса валочно-пакетирующие машины будут работать в экстремальных условиях не только при движении по захламленной лесосеке, но и при оперировании с предметом труда - вырванными с корнями деревьями или обломами деревьев, на первый план выходит задача - оценить возможность
